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南昌大学李欣教授:乳源性生物活性肽如何在食物过敏中发挥免疫调节作用
2023-09-04作者:来源:责任编辑:食品界 字体A+AA-
食物过敏是一种免疫系统异常反应,当机体接触到过敏原后,免疫系统会产生过度的免疫反应,导致过敏症状的发生,累及皮肤、胃肠道、呼吸道等器官,严重者甚至休克或死亡。牛奶、鸡蛋、小麦、大豆、花生、坚果、贝类和鱼类是食物里最常见的八大过敏原。
乳源生物活性肽(bioactive peptides,BPs)是一种从乳或乳制品中提取的天然活性物质,具有多种生物活性和保健功能。早在1979年,就在牛乳β-酪蛋白水解物中提取出了阿片样活性七肽,它具有类阿片受体活性,能够作为激素和神经递质发挥镇痛和调节人体情绪、呼吸、脉搏、体温的作用。到目前为止已经发现了多种乳源活性肽,酪蛋白和乳清蛋白是免疫调节肽的重要来源,研究表明乳源BPs在过敏反应中具有免疫调节作用,为食物过敏患者提供了一种新的治疗选择。
图 1 乳源生物活性肽对食物过敏的调节作用
Results and disscussion
乳源生物活性肽的生产方式
乳源生物活性肽可通过酶解、发酵、化学合成和基因工程获得,前两种生产方法较为常见,化学合成多用于特定目标肽段的获得,基因工程手段较多的应用在工业化生产中。
酶解是通过酶水解牛乳蛋白来获得活性肽的方法,酶解反应条件温和、操作简单,是获得活性肽最常用的方法。但是多肽的生物活性可能会受到酶与底物比、反应时间、pH值和温度的影响。在酶水解蛋白肽键后,乳蛋白的完整结构被破坏,特别是过敏原的表位,其结果是致敏性也降低。
微生物发酵是利用微生物发酵过程中产生的复杂酶体系,在微生物作用下,将大分子蛋白质分解成小分子的生物技术。常用的微生物有乳酸菌、芽孢杆菌、酵母和霉菌等,它们能产生多种高活性的蛋白酶和肽酶,在牛乳发酵过程中产生不同的BPs。通过上述发酵体系可水解出具有抗菌、抗炎、免疫调节等生物活性的多肽。
化学合成是将氨基酸逐个连接得到特定肽段。固相合成和高效液相化学合成多肽被认为是多肽合成的有效方法。前者是利用各种化学溶剂和合成路线,将肽段氨基酸序列从C端向N端添加得到肽段序列;后者可实现短链多肽的定量和中链多肽的分离,可用于生产具有较高科学价值的多肽保健产品。化学合成可以精确地合成目标肽,但它更昂贵,操作复杂。
基因工程是将外源基因在体外重组后导入受体细胞,使基因在受体细胞内进行复制、转录、翻译和表达的操作。基因工程可以利用宿主生产异源蛋白或肽,扩大特定BPs的生产和产量,但目前仍处于探索阶段。表达牛乳蛋白的常用载体是大肠杆菌,也可以在真菌系统例如酵母中表达。利用基因工程技术可批量合成目标肽,适用于BPs的工业化制备。
常见的乳源生物活性肽
表 1 常见乳源性生物活性肽
乳源BPs主要通过以下几个方面在食物过敏中发挥其免疫调节作用:
抑制炎症反应:过敏反应的一大特点是炎症反应的增强,导致组织损伤和过敏症状的发生。乳源BPs可以通过抑制炎症介质的释放、炎症细胞的活化和促炎信号通路的基因表达,减轻过敏炎症。
调节免疫细胞:乳源BPs可以通过调节免疫细胞的功能缓解过敏症状。例如,乳源BPs可以促进调节性T细胞的增殖,抑制Th2型细胞的活化及其细胞因子的分泌,使食物过敏反应倾向于Th1型。
保护肠道健康:肠道是免疫系统的重要组成部分,肠道健康与过敏反应密切相关。乳源BPs可以维护肠道屏障的完整性,调节肠道菌群的平衡,从而减少过敏原的吸收,降低过敏反应发生的频率。
总之,乳源BPs在食物过敏中具有重要的免疫调节作用,可以通过调节免疫细胞功能、炎症信号通路和肠道健康来调控食物过敏反应。所有这些牛乳衍生的BPs都可能成为保健品或药品中的有效成分,为预防/缓解食物过敏服务。随着对其作用机制的深入研究,相信乳源BPs将在食物过敏管理中发挥越来越重要的作用。
Abstract
李 欣 教授
南昌大学食品学院
南昌大学食品学院教授,博士生导师,现担任EAACI(欧洲过敏和临床免疫学会)青年会员,首届中国研究型医院学会过敏医学专业委员会食物过敏组学委员,中国畜产品加工研究会会员,江西省女科技工作者协会理事,江西省食品科学技术学会理事,Food Science of Animal Products、Frontiers in Allergy杂志编委。主要研究方向为:食物过敏原结构与致敏性关联的分子机制;基于表位靶分子研发食物过敏原的基准检测新技术与应用;低过敏或无过敏乳蛋白关键技术研究与应用。先后主持1项国家重点研发项目子课题、4 项国家自然科学基金及多项省级课题,参与完成囯家“863”等国家级项目7 项。发表学术论文100余篇,SCI收录60篇。